基于非厄米拓扑的灵敏度增强
光学
2023-05-08 v1
摘要
传感器是现代生活中不可或缺的工具，从智能手机、自动驾驶汽车到医疗健康与空间技术，应用无处不在。通过使多个传感器相互接口并共同作用于待测信号，人们可超越各组成单元单独所能达到的信噪比（SNR）。此类分布式传感技术亦已在量子 regime 中实现，其中利用纠缠态达成了SNR的线性提升。沿相似思路，耦合非厄米系统通过高阶奇异点提供了额外自由度以构建更优传感器。近来，一类称为非厄米拓扑传感器（NTOS）的新型非厄米系统已被理论提出。值得注意的是，非厄米性与拓扑之间的协同作用有望赋予此类传感器随传感器网络规模指数增长的增强灵敏度。在此，我们利用合成维度（由光脉冲表示）中的光子时间复用谐振器网络实验演示了NTOS。通过巧妙编程该网络中的延迟线，我们为非厄米拓扑传感方案实现了典型的Hatano-Nelson模型。我们对不同晶格尺寸实验测得的灵敏度证实了NTOS的特征性指数增强。我们表明这一奇特响应源于非厄米性与拓扑之间的联合协同，而这在厄米拓扑晶格中是不存在的。我们对NTOS的演示为 realization 具有空前灵敏度的传感器铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2305.03282,
title = {Enhanced sensitivity via non-Hermitian topology},
author = {Midya Parto and Christian Leefmans and James Williams and Alireza Marandi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03282},
year = {2023}
}